(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対する作業を行うための複数台の機器を配列したラインに沿って移動自在な移動部材と、
前記移動部材に対して旋回機構を介して旋回自在に取り付けられるとともにワークを載置するパレットと、
前記移動部材を移動することによって前記パレットに載置したワークを前記ラインに沿って搬送する搬送部材と、
前記移動部材の移動経路に隣接する側方に配置され、前記機器に向かい合う作業位置において前記パレットを旋回するための駆動力を前記旋回機構に付与する駆動部材と、
前記移動部材に対する前記パレットの位置を定めるストッパ機構と、
前記移動部材の移動経路に隣接する側方に配置され、前記作業位置において前記パレットの旋回を許容するとともに旋回する前記パレットを停止するための駆動力を前記ストッパ機構に付与するストッパ用駆動部材と、を有するワーク搬送装置。
【請求項２】
前記旋回機構が、前記パレットと前記移動部材との間の空間内に収められている請求項１に記載のワーク搬送装置。
【請求項３】
前記ストッパ機構が、前記パレットと前記移動部材との間の空間内に収められている請求項１に記載のワーク搬送装置。
【請求項４】
前記旋回機構が、前記パレットの旋回軸に設けたピニオンと、前記ピニオンに噛み合うとともに前記移動部材にスライド移動自在に設けたラックと、を含み、
前記駆動部材が、前記ラックをスライド移動させる進退自在なロッド部材と、前記ロッド部材を進退させるアクチュエータと、を含んでいる請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のワーク搬送装置。
【請求項５】
前記ストッパ機構が、前記パレットに係合する係合部材と、前記係合部材の位置を前記パレットに係合する係合位置と前記パレットとの係合を解除する退避位置とに切り替える切替部材と、を含み、
前記ストッパ用駆動部材が、前記係合部材の位置を前記係合位置から前記退避位置に切り替える進退自在なロッド部材と、前記ロッド部材を進退させるアクチュエータと、を含んでいる請求項１に記載のワーク搬送装置。
【請求項６】
前記パレットのそれぞれが、複数個のワークを載置自在である請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のワーク搬送装置。
【請求項７】
前記ワークが、扁平型のリチウムイオン二次電池である請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のワーク搬送装置。
【請求項８】
ワークに対する作業を行うための複数台の機器を配列したラインに沿って移動自在な移動部材に対して旋回機構を介して旋回自在に取り付けられたパレットにワークを載置し、
前記移動部材を移動することによって前記パレットに載置したワークを前記ラインに沿って搬送し、
前記移動部材の移動経路に隣接する側方に配置した駆動部材から前記旋回機構に駆動力を付与して、前記機器に向かい合う作業位置において前記パレットを旋回し、
前記移動部材に対する前記パレットの位置を定めるストッパ機構に、前記移動部材の移動経路に隣接する側方に配置したストッパ用駆動部材から駆動力を付与して、前記作業位置において前記パレットの旋回を許容するとともに旋回する前記パレットを停止してなる、ワーク搬送方法。
【請求項９】
前記パレットのそれぞれが、複数個のワークを載置自在である請求項８に記載のワーク搬送方法。
【請求項１０】
前記ワークが、扁平型のリチウムイオン二次電池である請求項８または請求項９に記載のワーク搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク搬送装置、およびワーク搬送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載設備を構成する部品などのワークは、ワークに対する作業を行うための複数台の機器を配列したラインに沿って搬送されながら、それぞれの機器において、加工、検査、および組み立てなどの必要な作業が施される。
【０００３】
例えば、特許文献１に示されるようなフィルム外装電池を積層した組電池にあっては、ワークとしのフィルム外装電池は、ラインに沿って搬送されながら、正負の電極部にバスバを接合したり、接合状態を検査したり、フィルム外装電池を重ねたりする種々の作業が施される。
【０００４】
ワークをラインに沿って搬送する際には、パレットにワークを載置し、パレットを移動する方式が広く採用されている。
【特許文献１】特開２００４−２６５７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ラインに配列した機器のなかには、ワークの向きを変更して、作業を行う場合がある。このような場合には、該当する機器よりもワークの搬送方向に沿って上流位置に、パレットを旋回させるターンテーブルをラインに組み込み、ターンテーブルによってパレットを旋回させてワークの向きを変更した後に、パレットの搬送を続行している。
【０００６】
しかしながら、パレットを旋回させるためだけのターンテーブルをラインに組み込まなければならないため、工程数が増えてラインの全長が長くなり、大きな設置スペースが必要になってしまう。さらに、ターンテーブルをラインに組み込まなければならないので、工程の順序を設計あるいは変更する際の自由度も制限される虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、ターンテーブルをラインに組み込むことなくパレットを旋回して機器に対するワークの向きを変更することを可能とし、ラインの全長が長くなることを抑えて設置スペースの省スペース化を図り、さらには工程の順序を設計あるいは変更する際の自由度を高め得る、ワーク搬送装置、およびワーク搬送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的を達成するためのワーク搬送装置は、ワークに対する作業を行うための複数台の機器を配列したラインに沿って移動自在な移動部材と、前記移動部材に対して旋回機構を介して旋回自在に取り付けられるとともにワークを載置するパレットと、前記移動部材を移動することによって前記パレットに載置したワークを前記ラインに沿って搬送する搬送部材と、を有している。前記移動部材の移動経路に隣接する側方には、前記機器に向かい合う作業位置において前記パレットを旋回するための駆動力を前記旋回機構に付与する駆動部材を配置してある。さらに、上記ワーク搬送装置は、前記移動部材に対する前記パレットの位置を定めるストッパ機構、を有している。そして、前記移動部材の移動経路に隣接する側方には、前記機器に向かい合う作業位置において前記パレットの旋回を許容するとともに旋回する前記パレットを停止するための駆動力を前記ストッパ機構に付与するストッパ用駆動部材を配置してある。
【０００９】
また、本発明の上記目的を達成するためのワーク搬送方法は、ワークに対する作業を行うための複数台の機器を配列したラインに沿って移動自在な移動部材に対して旋回機構を介して旋回自在に取り付けられたパレットにワークを載置し、前記移動部材を移動することによって前記パレットに載置したワークを前記ラインに沿って搬送する。そして、前記移動部材の移動経路に隣接する側方に配置した駆動部材から前記旋回機構に駆動力を付与して、前記機器に向かい合う作業位置において前記パレットを旋回する。さらに、上記ワーク搬送方法は、前記移動部材に対する前記パレットの位置を定めるストッパ機構に、前記移動部材の移動経路に隣接する側方に配置したストッパ用駆動部材から駆動力を付与して、前記作業位置において前記パレットの旋回を許容するとともに旋回する前記パレットを停止する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パレットを旋回させるためだけのターンテーブルをラインに組み込むことなくパレットを旋回して機器に対するワークの向きを変更することが可能となり、ラインの全長が長くなることを抑えて設置スペースの省スペース化を図り、さらには工程の順序を設計あるいは変更する際の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、ワーク１０に対する作業を行うための複数台の機器を配列したライン２００に組み込まれたワーク搬送装置１００を示す概略構成図、図２（Ａ）は、ワーク１０としての扁平型のリチウムイオン二次電池を示す斜視図、図２（Ｂ）は、車両に搭載される電池モジュール２０を示す分解斜視図、図３は、ワーク搬送装置１００のパレット５０を示す平面図、図４は、ワーク搬送装置１００の移動部材３０を示す平面図、図５は、図４の５−５線に沿う断面図、図６は、図４の６−６線に沿う断面図、図７は、図４の７−７線に沿う断面図、図８は、ストッパ機構８０を、図７に示される状態から、パレット５０との係合を解除する退避位置に切り替えた状態を示す断面図、図９（Ａ）〜（Ｅ）は、パレット５０を旋回してワーク１０を積み重ねる作業の説明に供する図である。
【００１３】
図１〜図４を参照して、ワーク搬送装置１００は、概説すれば、ワーク１０に対する作業を行うための複数台の機器２１１〜２１７を配列したライン２００に沿って移動自在な移動部材３０と、移動部材３０に対して旋回機構４０を介して旋回自在に取り付けられるとともにワーク１０を載置するパレット５０と、移動部材３０を移動することによってパレット５０に載置したワーク１０をライン２００に沿って搬送する搬送部材６０と、移動部材３０の移動経路に隣接する側方に配置され機器に向かい合う作業位置においてパレット５０を旋回するための駆動力を旋回機構４０に付与する駆動部材７０と、を有している。ワーク搬送装置１００はさらに、移動部材３０に対するパレット５０の位置を定めるストッパ機構８０と、移動部材３０の移動経路に隣接する側方に配置され、作業位置においてパレット５０の旋回を許容するとともに旋回するパレット５０を停止するための駆動力をストッパ機構８０に付与するストッパ用駆動部材９０と、を有している。移動部材３０およびパレット５０は、一体となってライン２００に沿って移動し、パレット５０に載置したワーク１０を搬送している。パレット５０のそれぞれは、複数個のワーク１０（たとえば、２個または３個）を載置自在である。図１に示される矢印Ｆは、移動部材３０が移動する方向や、ワーク１０の搬送方向を示している。
【００１４】
本明細書において、「ワーク１０に対する作業を行うための機器」とは、ワーク１０の向きを変更するという作業を行うための機器（たとえば、ターンテーブル）を含まない概念である。また、「機器に向かい合う作業位置」とは、向きを変更する作業以外の作業をワーク１０に対して行う位置を意味し、パレット５０を旋回するためだけの工程をライン２００に設定しないことを意図したものである。
【００１５】
なお、説明の便宜上、移動部材３０やパレット５０などの各部材において搬送方向Ｆに沿う方向を長手方向といい、搬送方向Ｆに対して直交する方向を各部材における幅方向という。以下、詳述する。
【００１６】
図２（Ａ）を参照して、ワーク１０としては、扁平型のリチウムイオン二次電池が挙げられる。より詳しくは、ワーク１０は、板状の電極素材が電池本体１１から外部に引き出された電池であって、電極素材をトリミング加工することにより正負の電極部１２、１３が形成されてなる、扁平型のリチウムイオン二次電池である。正負の電極部１２、１３のそれぞれは、電池本体１１から反対側に向けて伸びている。説明の便宜上、ワーク１０としての扁平型のリチウムイオン二次電池を、以下単に、「単電池」と称する。単電池１０の電極部１２、１３は、接合などの作業を行う対象部位である。パレット５０上に、搬送方向Ｆに対して直交する方向に電極部１２、１３が位置するように、単電池１０を載置している。図２（Ａ）中の符号１４は、電極部１３に接合され、電圧を検出するための端子板を示している。
【００１７】
図２（Ｂ）を参照して、車両に搭載される電池モジュール２０は、複数枚（例えば８枚）の単電池１０を含むセルユニット２１を、ケース２２内に収納して構成している。セルユニット２１は、複数枚の単電池１０を積層するとともに電気的に接続している。単電池１０の電極部１２、１３は、積層方向に沿って、対をなす絶縁スペーサ２３によって挟持されている。図示省略するが、任意の個数の電池モジュール２０を積層するとともに各電池モジュール２０を直並列に接続することによって、所望の電流、電圧、容量に対応した車載電池を形成することができる。
【００１８】
図１を再び参照して、ライン２００には、単電池１０に対する作業を行うための複数台の機器２１１〜２１７を配列している。ライン２００に沿ってレール２２０を敷設し、移動部材３０の移動をガイドしている。レール２２０は、ベース２２１上に敷設している（図５参照）。ライン２００の搬入部２３０において、単電池１０を載置したパレット５０を搬入する。搬入する単電池１０は、図示しない前工程のラインにおいて、トリミング加工を経て正負の電極部１２、１３を形成している。複数台の機器２１１〜２１７として、電極部１２、１３を挟持する絶縁スペーサ２３同士を熱カシメにより取り付けるための機器２１１、正負の電極部１２、１３にバスバを接合するための機器２１２、バスバの接合状態を検査するための機器２１３、電圧を検出するための端子板１４を電極部３に接合するための機器２１４、端子板１４の接合状態を検査するための機器２１５、単電池１０を積み重ねるための機器２１６と２１７が配置されている。重ねられた複数枚の単電池１０は、搬出部２４０において、ロボット２４１によってパレット５０上から搬出され、図示しない次工程のラインに送られる。次工程のラインにおいて、重ねた単電池１０の電極部１２、１３同士を接合する作業などを行う。移動部材３０およびパレット５０は、新たな単電池１０を搬送するために搬入部２３０に向けて戻す。
【００１９】
機器２１２、２１４は、例えば、超音波溶接機を含んでいる。機器２１６、２１７は、例えば、１枚の単電池１０を吸引して持ち上げることが可能な吸引装置２１６ａ、２１７ａを含んでいる。吸引装置２１６ａ、２１７ａによって１枚の単電池１０を吸引して持ち上げ、その状態で、次の単電池１０を搬送する。そして、持ち上げていた単電池１０を、送られてきた単電池１０の上に載置し、吸引装置２１６ａ、２１７ａによる吸引を解除する。この作業によって、単電池１０同士を積み重ねることができる。
【００２０】
図示例では、機器２１２、２１６に向かい合う作業位置においてパレット５０を旋回し、それぞれの作業位置において、向きを変更する作業以外の作業をワーク１０に対して行っている。詳しくは、機器２１２に向かい合う作業位置においては、正負の電極部１２、１３にバスバを接合する作業と、単電池１０の向きを変更する作業とを行い、機器２１６に向かい合う作業位置においては、単電池１０を積み重ねる作業と、単電池１０の向きを変更する作業とを行う。
【００２１】
単電池１０のように、作業を行う対象部位が搬送方向Ｆに対して直交する方向の両側に存在する場合、単電池１０の搬送路を挟むように種々の機器を配置すると、大きな設置スペースおよび設備投資が必要になる。設備の増加に伴って、保全性や設備維持の面においても多くの資源が必要となる。
【００２２】
これに対して、本実施形態では、機器に向かい合う作業位置においてパレット５０を旋回させているので、単電池１０に対する作業を行うための複数台の機器２１１〜２１７のすべてを、単電池１０の搬送路つまり移動部材３０の移動経路に隣接する一の側方にまとめて配置することが可能となる。必要設備を単電池１０の搬送路の一の側方まとめることにより、ライン２００全体をコンパクトに設置でき、省スペースおよび設備投資の低減を図ることができる。
【００２３】
図４、図５を参照して、移動部材３０は、矩形形状のプレート３１と、プレート３１の下面に設けられレール２２０に跨って案内される門型のガイドブロック３２とを有している。プレート３１の上面の中心部には、パレット５０を回動自在に保持するボス部３３を設けている。プレート３１の中心から長手方向に等距離だけ離間させて２個のガイドブロック３２を設けている。プレート３１とガイドブロック３２とはボルトによって取り付けている。移動部材３０は、レール２２０に沿って移動自在に設けられるが、独自の駆動装置を有していない。移動部材３０は、レール２２０と平行に敷設された搬送部材６０によって移動される。プレート３１の側面には、搬送部材６０の後述するフィンガー６２が引っ掛かる複数のピン部３４が設けられている。
【００２４】
パレット５０は、その下面に設けた旋回軸５１および軸受け５２を介して、プレート３１のボス部３３に回動自在に取り付けている。パレット５０は、矩形形状を有している。パレット５０の長手方向の寸法は移動部材３０の長手方向の寸法にほぼ等しいが、幅方向の寸法は移動部材３０の幅方向の寸法よりも大きい。パレット５０は、軽量化を図るため、たとえば、プラスチック、アクリル、ＭＣナイロンなどの軽量な材質により形成されている。パレット５０上には、単電池１０を保持する保持プレート５３を長手方向に３個並べて設けている（図３参照）。保持プレート５３は、単電池１０を、その搬送方向Ｆに対して直交する方向に正負の電極部１２、１３を位置させて、保持している。電極部１２、１３に対する作業を行うため、電極部１２、１３は、パレット５０および保持プレート５３よりも側方に突出している。３個の保持プレート５３は、パレット５０上に等しいピッチで設けている。したがって、前記ピッチでパレット５０を搬送することにより、１つのパレット５０に載置された単電池１０のそれぞれに対して定められた仕事を行うことができる。パレット５０の下面には、アルミなどからなる金属プレート５４がねじ止めされている。
【００２５】
図４〜図６を参照して、本実施形態の旋回機構４０は、パレット５０の旋回軸５１に設けたピニオン４１と、ピニオン４１に噛み合うとともに移動部材３０にスライド移動自在に設けたラック４２ａ、４２ｂと、を含んでいる。移動部材３０のプレート３１の上面に、プレート３１の中心から長手方向に等距離だけ離間させて２個のガイドレール４３ａ、４３ｂを幅方向に敷設している。それぞれのガイドレール４３ａ、４３ｂに、当該ガイドレール４３ａ、４３ｂに沿って案内されるスライダ４４ａ、４４ｂを移動自在に設けている。スライダ４４ａ、４４ｂのそれぞれにラック４２ａ、４２ｂを取り付けることにより、それぞれのラック４２ａ、４２ｂが、幅方向にスライド移動自在となる。説明の便宜上、２つのスライダ４４ａ、４４ｂのうち、搬送方向Ｆに沿って前方側（図４において右側）のスライダ４４ａを第１スライダと言い、後方側（図４において左側）のスライダ４４ｂを第２スライダと言う。また、第１スライダ４４ａに取り付けるラック４２ａを第１ラックと言い、第２スライダ４４ｂに取り付けるラック４２ｂを第２ラックと言う。
【００２６】
第１、第２のラック４２ａ、４２ｂは、パレット５０を１８０度回転させるのに必要な長さを有している。第１、第２のラック４２ａ、４２ｂは、旋回中心に対して対称な位置に配置されている。つまり、第１ラック４２ａは、図中上端位置に配置され、第２ラック４２ｂは、図中下端位置に配置されている。ガイドレール４３ａ、４３ｂから第１、第２のスライダ４４ａ、４４ｂが脱落することを防止するために、第１、第２のスライダ４４ａ、４４ｂに取り付けたリブ４５が当接する係止部４６を設けている。係止部４６とリブ４５とが当接するときの衝撃を緩和するため、ばねやゴムなどの弾性体からなる緩衝部材４７を係止部４６に設けている。
【００２７】
図４、図６を参照して、駆動部材７０は、移動部材３０およびパレット５０に設けずに、ライン２００側に設けている。つまり、駆動部材７０は、移動部材３０の移動経路に隣接する側方（図４において移動部材３０の上側）に、移動部材３０およびパレット５０の移動と干渉しないように配置されている。駆動部材７０は、ベース２２１上に取り付けた支持プレート７１に保持されている。本実施形態の駆動部材７０は、第１ラック４２ａをスライド移動させる進退自在なロッド部材７２と、ロッド部材７２を進退させるアクチュエータ７３と、を含んでいる。ロッド部材７２は、その先端が第１スライダ４４ａの端面に当接可能な位置に配置されている。ロッド部材７２の後退限位置は、ロッド部材７２の先端が移動部材３０およびパレット５０と干渉しない位置である。アクチュエータ７３には、例えば、油圧あるいは空圧などの流体圧によって作動する流体圧シリンダを使用している。図４の状態から、アクチュエータ７３によってロッド部材７２を前進移動すると、ロッド部材７２の先端が第１スライダ４４ａの端面に当接し、第１ラック４２ａが図中下側に移動し、パレット５０が図中時計回り方向に旋回する。旋回軸５１の回転に伴って、第２ラック４２ｂが図中上側に移動する。
【００２８】
前述したように、機器２１２、２１６に向かい合う作業位置においてパレット５０を旋回している。図４に示される状態は、機器２１２に向かい合う作業位置において単電池１０の向きを変更する作業が行われた後、機器２１６に向かい合う作業位置に単電池１０が搬送されてきた状態とする。機器２１２に向かい合う作業位置に単電池１０が搬送されてきたときには、第１と第２のラック４２ａ、４２ｂは、図４に示される方向とは逆の位置、すなわち、第１ラック４２ａが図４中下側に位置し、第２ラック４２ｂが図４中上側に位置している。したがって、駆動部材７０は、ロッド部材７２の先端が第２スライダ４４ｂの端面に当接し、第２ラック４２ｂを図中下側に移動させ得る位置に配置されている。
【００２９】
駆動部材７０は、特に、機器に向かい合う作業位置において、パレット５０を旋回するための駆動力を旋回機構４０に付与する。向きを変更する作業以外の作業を単電池１０に対して行う位置においてパレット５０を旋回できることから、パレット５０を旋回するためだけの工程をライン２００に設定する必要がない。
【００３０】
駆動部材７０がパレット５０を旋回するための駆動力を旋回機構４０に付与する場合には、駆動力を急激に旋回機構４０に付与しないことが好ましい。パレット５０の急激な旋回によって、パレット５０上に載置した単電池１０に位置ズレが生じることを防ぐためである。このため、駆動部材７０のアクチュエータ７３には、ロッド部材７２の移動速度を可変自在なスピードコントローラを設けてもよい。また、第１と第２のラック４２ａ、４２ｂを含んでいるので、駆動部材７０を配置する側とは反対側のラック（図４においては第２ラック４２ｂ）に向かい合う位置に、ブレーキ部材を配置してもよい。このブレーキ部材は、ライン２００側に配置され、駆動部材７０と同様にロッド部材およびアクチュエータを含んでいる。パレット５０を旋回する場合には、まず、ブレーキ部材のロッド部材を第２ラック４２ｂに当接させて第２ラック４２ｂを押え付け、その後に、駆動部材７０のロッド部材７２を第１ラック４２ａに当接させる。そして、ブレーキ部材による第２ラック４２ｂの押え付けを徐々に解除すれば、パレット５０の急激な旋回を防止することができる。
【００３１】
図４、図７、図８を参照して、本実施形態のストッパ機構８０は、パレット５０に係合する係合ピン８１（係合部材に相当する）と、係合ピン８１の位置をパレット５０に係合する係合位置とパレット５０との係合を解除する退避位置とに切り替えるリンク部材８２（切替部材に相当する）と、を含んでいる。係合ピン８１は、移動部材３０のプレート３１の上面に上下動自在に設けている。係合ピン８１の先端は、パレット５０下面の金属プレート５４に形成した孔５４ａに係合および係合解除が自在となっている。パレット５０の旋回中心に対して対称な位置に、一対の孔５４ａを形成している。パレット５０を１８０度旋回させた位置において、係合ピン８１と孔５４ａとを係合させ、旋回するパレット５０を停止することができる。前述した材質のパレット５０は柔軟で摩耗し易いが、パレット５０に取り付けた金属プレート５４の孔５４ａに係合ピン８１を係合させることにより、摩耗による寿命の低下と、位置決め精度の低下を防止することができる。リンク部材８２は、幅方向に配置される一対のリンクプレート８３、８４を含んでいる。各リンクプレート８３、８４は、屈曲した形状を有し、屈曲点に取り付けた支持ピン８５を中心に垂直面において揺動自在となっている。リンクプレート８３、８４の内方端部には、長孔８６を形成している。係合ピン８１に取り付けた連結ピン８７をリンクプレート８３、８４の長孔８６に挿通させ、係合ピン８１とリンクプレート８３、８４の内方端部とを連結している。係合ピン８１には、係合位置に向けて移動させる方向の弾発力を付勢するばねなどの付勢部材８８が接続されている。
【００３２】
ストッパ用駆動部材９０は、移動部材３０およびパレット５０に設けずに、ライン２００側に設けている。つまり、ストッパ用駆動部材９０は、移動部材３０の移動経路に隣接する側方（図４において移動部材３０の上側）に、移動部材３０およびパレット５０の移動と干渉しないように配置されている。ストッパ用駆動部材９０は、ベース２２１上に取り付けた支持プレート９１に保持されている。本実施形態のストッパ用駆動部材９０は、リンク部材８２に当接して係合ピン８１の位置を係合位置から退避位置に切り替える進退自在なロッド部材９２と、ロッド部材９２を進退させるアクチュエータ９３と、を含んでいる。ロッド部材９２は、その先端がリンクプレート８３の外方端部に当接可能な位置に配置されている。ロッド部材９２の後退限位置は、ロッド部材９２の先端が移動部材３０およびパレット５０と干渉しない位置である。アクチュエータ９３には、例えば、油圧あるいは空圧などの流体圧によって作動する流体圧シリンダを使用している。図７の状態から、アクチュエータ９３によってロッド部材９２を前進移動すると、ロッド部材９２の先端が図８において右側に示されるリンクプレート８３の外方端部に当接し、リンクプレート８３の外方端部を内方（図中左側）に向けて押す。リンクプレート８３が支持ピン８５を中心に反時計回り方向に回動し、付勢部材８８の弾発力に抗して、係合ピン８１が退避位置に移動してパレット５０との係合が解除する（図８）。この状態で、パレット５０を旋回することができる。リンクプレート８３の外方端部の押圧を解除すると、付勢部材８８の弾発力によって、リンクプレート８３が支持ピン８５を中心に時計回り方向に回動し、係合ピン８１が係合位置に移動してパレット５０に係合する（図７）。
【００３３】
ストッパ用駆動部材９０は、特に、機器に向かい合う作業位置においてパレット５０の旋回を許容するとともに旋回するパレット５０を停止するための駆動力をストッパ機構８０に付与する。向きを変更する作業以外の作業を単電池１０に対して行う位置において旋回するパレット５０を停止できることから、パレット５０を旋回および旋回停止するためだけの工程をライン２００に設定する必要がない。
【００３４】
パレット５０には旋回機構４０のみを設け、旋回機構４０の駆動源である駆動部材７０を、ライン２００側に設けている。このため、移動部材３０およびパレット５０が大きくならず、また重量が増すことがない。さらに、駆動部材７０の配置位置および移動部材３０の停止位置を調整するだけで、ライン２００中の所望の工程および位置において、パレット５０を旋回させて、単電池１０の向きを変更することができる。個々の移動部材３０に駆動部材７０を設ける場合に比べて、十分な個数が必要な移動部材３０およびパレット５０を安価に製造することができ、総合的なコストの増加を抑えることができる。
【００３５】
同様に、パレット５０にはストッパ機構８０のみを設け、ストッパ機構８０の駆動源であるストッパ用駆動部材９０を、ライン２００側に設けている。このため、移動部材３０およびパレット５０が大きくならず、また重量が増すことがない。さらに、ストッパ用駆動部材９０の配置位置および移動部材３０の停止位置を調整するだけで、ライン２００中の所望の工程および位置において、パレット５０の旋回を許容するとともに旋回するパレット５０を停止させることができる。個々の移動部材３０にストッパ用駆動部材９０を設ける場合に比べて、十分な個数が必要な移動部材３０およびパレット５０を安価に製造することができ、総合的なコストの増加を抑えることができる。
【００３６】
上述した旋回機構４０は、パレット５０と移動部材３０との間の空間内に収められている（図５、図６を参照）。さらに、ストッパ機構８０も、パレット５０と移動部材３０との間の空間内に収められている（図７、図８を参照）。したがって、移動部材３０およびパレット５０の全体の大きさの小型化を図ることができ、ひいては、ワーク搬送装置１００の小型化に寄与することができる。
【００３７】
図５を参照して、搬送部材６０は、本実施形態では、シャトル式搬送装置を採用している。シャトル式搬送装置は、昇降および往復動自在なシャトルバー６１と、シャトルバー６１上に設けられ移動部材３０のプレート３１に対する引っ掛けおよび引っ掛け解除が可能な複数のフィンガー６２とを備えている。シャトルバー６１は、レール２２０の一側方に配置され、昇降シリンダなどの昇降機６３によって昇降される。シャトルバー６１はまた、ラックギヤ（図示せず）が形成されており、このラックギヤにサーボモータ（図示せず）の駆動軸に取り付けられたピニオンギヤ（図示せず）が噛み合うことにより、搬送方向Ｆに沿って往復動される。シャトルバー６１が上昇するとフィンガー６２がプレート３１のピン部３４に引っ掛かり、この状態でシャトルバー６１を前進移動することにより、移動部材３０が前進移動する。移動部材３０を所定ピッチ前進すると、シャトルバー６１が停止するとともに下降し、フィンガー６２がピン部３４との引っ掛けを解除し、この状態でシャトルバー６１のみを後退移動する。このようにシャトルバー６１の昇降および往復動を繰り返すことによって、移動部材３０およびパレット５０をピッチ搬送する。
【００３８】
次に、実施形態の作用を説明する。
【００３９】
まず、パレット５０に３個の単電池１０を載置する。パレット５０は、移動部材３０に対して旋回機構４０を介して旋回自在に取り付けてある。移動部材３０は、単電池１０に対する作業を行うための複数台の機器２１１〜２１７を配列したライン２００に沿って移動自在となっている。
【００４０】
ライン２００の搬入部２３０において、３個の単電池１０を載置したパレット５０を搬入する（図１）。搬入する単電池１０のそれぞれは、前工程のラインにおいて、トリミング加工を経て正負の電極部１２、１３を形成している。
【００４１】
移動部材３０を移動することによって、パレット５０に載置した単電池１０をライン２００に沿って搬送する。詳しくは、シャトル式搬送装置におけるシャトルバー６１の昇降および往復動を繰り返すことによって、移動部材３０およびパレット５０をピッチ搬送し、単電池１０をピッチ搬送する。単電池１０を搬送している途中においては、ストッパ機構８０の係合ピン８１がパレット５０側の孔５４ａに係合しており、パレット５０は旋回できない（図７）。単電池１０のピッチ搬送を繰り返しながら、それぞれの機器において、単電池１０に対する作業を行う。機器２１１は、電極部１２、１３を挟持する絶縁スペーサ２３同士を熱カシメにより取り付ける。機器２１２は、正負の電極部１２、１３にバスバを接合する。機器２１３は、バスバの接合状態を検査する。機器２１４は、電圧を検出するための端子板１４を電極部１３に接合する。機器２１５は、端子板１４の接合状態を検査する。機器２１６と２１７は、単電池１０を積み重ねる。そして、搬出部２４０において、ロボット２４１は、重ねられた複数枚の単電池１０をパレット５０上から搬出し、次工程のラインに送る。次工程のラインにおいて、重ねた単電池１０の電極部１２、１３同士を接合する作業などを行う。移動部材３０およびパレット５０は、新たな単電池１０を搬送するために搬入部２３０に向けて戻る。
【００４２】
図示例では、機器２１２に向かい合う作業位置においては、正負の電極部１２、１３にバスバを接合する作業と、単電池１０の向きを変更する作業とを行う。また、機器２１６に向かい合う作業位置においては、単電池１０を積み重ねる作業と、単電池１０の向きを変更する作業とを行っている。
【００４３】
単電池１０の向きを変更する作業は次のようにして行う。機器２１２に向かい合う作業位置において単電池１０の向きを変更する作業が行われた後、機器２１６に向かい合う作業位置に単電池１０が搬送されてきたときを例に挙げる。移動部材３０およびパレット５０は、図４に示される位置にピッチ搬送され、停止する。ストッパ用駆動部材９０がストッパ機構８０のリンク部材８２に向かい合い、駆動部材７０が旋回機構４０の第１スライダ４４ａに向かい合う。
【００４４】
機器２１６は、吸引装置２１６ａによって１枚の単電池１０を吸引して持ち上げる。
【００４５】
その後、ストッパ用駆動部材９０を作動し、アクチュエータ９３によってロッド部材９２を前進移動する。ロッド部材９２の先端が図８において右側に示されるリンクプレート８３の外方端部に当接し、リンクプレート８３の外方端部を内方（図中左側）に向けて押す。リンクプレート８３が支持ピン８５を中心に反時計回り方向に回動し、付勢部材８８の弾発力に抗して、係合ピン８１が退避位置に移動してパレット５０との係合が解除する（図８）。これにより、機器２１６に向かい合う作業位置においてパレット５０の旋回が許容される。
【００４６】
駆動部材７０を作動し、アクチュエータ７３によってロッド部材７２を前進移動する。ロッド部材７２の先端が第１スライダ４４ａの端面に当接し、第１ラック４２ａを図４中下側に移動し、機器２１６に向かい合う作業位置においてパレット５０を図４中時計回り方向に旋回する。旋回軸５１の回転に伴って、第２ラック４２ｂが図４中上側に移動する。
【００４７】
ストッパ用駆動部材９０を作動し、リンクプレート８３の外方端部の押圧を解除する。すると、付勢部材８８の弾発力によって、リンクプレート８３が支持ピン８５を中心に時計回り方向に回動し、係合ピン８１が係合位置に移動してパレット５０に係合する（図７）。パレット５０を１８０度旋回させた位置において、係合ピン８１がパレット５０側の孔５４ａに係合することによって、旋回するパレット５０は停止する。これにより、機器２１６に向かい合う作業位置において旋回するパレット５０を停止することができる。
【００４８】
その後、単電池１０をピッチ搬送する。そして、持ち上げていた単電池１０を、送られてきた単電池１０の上に載置し、吸引装置２１６ａによる吸引を解除する。この作業によって、単電池１０同士を積み重ねる。
【００４９】
図９（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、単電池１０を積み重ねる作業と、単電池１０の向きを変更する作業とについてさらに説明する。
【００５０】
図９（Ａ）に示すように、単電池１０は、電極部１２、１３の形状から第１、第２、第３の３種類の単電池１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃがあるとする。図中の数字１、２、３は、単電池１０の種類を示している。また、次工程のラインにおける作業のために、下から上に向けて順番に、第３の単電池１０Ｃ、第２の単電池１０Ｂ、および第１の単電池１０Ａを積み重ねる必要があるとする。
【００５１】
単電池１０が、第１の単電池１０Ａ、第２の単電池１０Ｂ、および第３の単電池１０Ｃの順番で搬送される場合には、単電池１０の向きを変更する必要はない。つまり、搬送方向Ｆの上流側の機器２１６において、吸引装置２１６ａによって１枚の第２の単電池１０Ｂを吸引して持ち上げ、その状態で、第１、第３の単電池１０Ａ、１０Ｃをピッチ搬送する。持ち上げていた第２の単電池１０Ｂを、送られてきた第３の単電池１０Ｃの上に載置し、吸引装置２１６ａによる吸引を解除する。次いで、下流側の機器２１７において、吸引装置２１７ａによって第１の単電池１０Ａを吸引して持ち上げ、その状態で、積み重ねた第２、第３の単電池１０Ｂ、１０Ｃをピッチ搬送する。持ち上げていた第１の単電池１０Ａを、送られてきた第２、第３の単電池１０Ｂ、１０Ｃの上に載置し、吸引装置２１７ａによる吸引を解除する。このように、単電池１０の向きを変更することなく、下から上に向けて順番に、第３の単電池１０Ｃ、第２の単電池１０Ｂ、および第１の単電池１０Ａを積み重ねることができる。
【００５２】
しかしながら、複数種類の単電池１０を搬送する際の順番は、同じライン２００における他の機器における作業、前のラインにおける作業、あるいは次のラインにおける作業など、種々の要因を考慮して決定されるものであり、複数種類の単電池１０を積み重ねる作業のみを考慮して決定されるものではない。
【００５３】
このため、図９（Ｂ）に示すように、単電池１０が、第３の単電池１０Ｃ、第２の単電池１０Ｂ、および第１の単電池１０Ａの順番で搬送される場合がある。この順番で単電池１０が搬送されると、上述した手順と同じ手順によれば、下から上に向けて順番に、第１の単電池１０Ａ、第２の単電池１０Ｂ、および第３の単電池１０Ｃを積み重ねることになる。図９（Ａ）に示される積み重ねの状態にするためには、積み重ねた３枚の単電池１０を上下方向に反転させる機構を設けなければならず、作業工程の追加を招くことになる。
【００５４】
そこで、本実施形態では、ライン２００上流側の機器２１６において、吸引装置２１６ａによって１枚の第２の単電池１０Ｂを吸引して持ち上げ、その状態で、まず、パレット５０を１８０度旋回する（図９（Ｃ）（Ｄ））。パレット５０の旋回により単電池１０の向きが変更され、搬送される順序が変わる（図９（Ｄ））。そして、第１、第３の単電池１０Ａ、１０Ｃをピッチ搬送する。持ち上げていた第２の単電池１０Ｂを、送られてきた第３の単電池１０Ｃの上に載置し、吸引装置２１６ａによる吸引を解除する（図９（Ｅ））。下流側の機器２１７において、吸引装置によって第１の単電池１０Ａを吸引して持ち上げ、その状態で、積み重ねた第２、第３の単電池１０Ｂ、１０Ｃをピッチ搬送する。持ち上げていた第１の単電池１０Ａを、送られてきた第２、第３の単電池１０Ｂ、１０Ｃの上に載置し、吸引装置２１７ａによる吸引を解除する。このように、パレット５０の旋回により単電池１０の向きを変更することにより、下から上に向けて順番に、第３の単電池１０Ｃ、第２の単電池１０Ｂ、および第１の単電池１０Ａを積み重ねることが可能となる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態のワーク搬送装置１００およびワーク搬送方法によれば、駆動部材７０が、機器２１２、２１６に向かい合う作業位置において、パレット５０を旋回するための駆動力を旋回機構４０に付与しており、向きを変更する作業以外の作業を単電池１０に対して行う位置においてパレット５０を旋回できることから、パレット５０を旋回するためだけの工程をライン２００に設定する必要がない。このように、ターンテーブルをライン２００に組み込むことなくパレット５０を旋回して機器に対するワーク１０の向きを変更することが可能であり、ライン２００の全長が長くなることを抑えて設置スペースの省スペース化を図り、さらには工程の順序を設計あるいは変更する際の自由度を高めることができる。
【００５６】
機器２１２、２１６に向かい合う作業位置においてパレット５０を旋回させているので、単電池１０に対する作業を行うための複数台の機器２１１〜２１７のすべてを、単電池１０の搬送路の一の側方にまとめて配置することが可能となる。必要設備を単電池１０の搬送路の一の側方まとめることにより、ライン２００全体をコンパクトに設置でき、省スペースおよび設備投資の低減を図ることができる。
【００５７】
パレット５０には旋回機構４０のみを設け、旋回機構４０の駆動源である駆動部材７０を、ライン２００側に設けているので、ライン２００中の所望の工程および位置において、パレット５０を旋回させて、単電池１０の向きを変更することができる。個々の移動部材３０に駆動部材７０を設ける場合に比べて、十分な個数が必要な移動部材３０およびパレット５０を安価に製造することができる。
【００５８】
また、ストッパ用駆動部材９０が、機器２１２、２１６に向かい合う作業位置においてパレット５０の旋回を許容するとともに旋回するパレット５０を停止するための駆動力をストッパ機構８０に付与しており、向きを変更する作業以外の作業を単電池１０に対して行う位置において旋回するパレット５０を停止できることから、パレット５０を旋回および旋回停止するためだけの工程をライン２００に設定する必要がない。これによって、上記と同様に、ターンテーブルをライン２００に組み込むことなくパレット５０を旋回して機器に対するワーク１０の向きを変更することが可能であり、ライン２００の全長が長くなることを抑えて設置スペースの省スペース化を図り、さらには工程の順序を設計あるいは変更する際の自由度を高めることができる。
【００５９】
パレット５０にはストッパ機構８０のみを設け、ストッパ機構８０の駆動源であるストッパ用駆動部材９０を、ライン２００側に設けているので、ライン２００中の所望の工程および位置において、パレット５０の旋回を許容するとともに旋回するパレット５０を停止させることができる。個々の移動部材３０にストッパ用駆動部材９０を設ける場合に比べて、十分な個数が必要な移動部材３０およびパレット５０を安価に製造することができる。
【００６０】
旋回機構４０は、パレット５０と移動部材３０との間の空間内に収められているので、移動部材３０およびパレット５０の全体の大きさの小型化を図ることができ、ひいては、ワーク搬送装置１００の小型化に寄与することができる。
【００６１】
ストッパ機構８０も、パレット５０と移動部材３０との間の空間内に収められているので、上記と同様に、移動部材３０およびパレット５０の全体の大きさの小型化を図ることができ、ひいては、ワーク搬送装置１００の小型化に寄与することができる。
【００６２】
旋回機構４０が、パレット５０の旋回軸５１に設けたピニオン４１と、ピニオン４１に噛み合うとともに移動部材３０にスライド移動自在に設けたラック４２ａ、４２ｂと、を含み、駆動部材７０が、ラック４２ａ、４２ｂをスライド移動させる進退自在なロッド部材７２と、ロッド部材７２を進退させるアクチュエータ７３と、を含んでいるので、簡単な構成の旋回機構４０により、パレット５０の旋回を実現できる。
【００６３】
ストッパ機構８０が、パレット５０に係合する係合ピン８１と、係合ピン８１の位置をパレット５０に係合する係合位置とパレット５０との係合を解除する退避位置とに切り替えるリンク部材８２と、を含み、ストッパ用駆動部材９０が、リンク部材８２に当接して係合ピン８１の位置を係合位置から退避位置に切り替える進退自在なロッド部材９２と、ロッド部材９２を進退させるアクチュエータ９３と、を含んでいるので、簡単な構成のストッパ機構８０により、パレット５０の旋回の許容と、旋回するパレット５０の停止とを実現できる。
【００６４】
パレット５０のそれぞれが複数個の単電池１０を載置自在なライン２００に広く適用することができる。
【００６５】
ワーク１０としての扁平型のリチウムイオン二次電池を搬送するのに好適に適用できる搬送装置および搬送方法を提供できる。
【００６６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく適宜改変することができる。例えば、旋回機構４０が第１と第２のラック４２ａ、４２ｂを含んでいるので、駆動部材７０を図４において移動部材３０の下側に配置することもできる。この場合には、ロッド部材７２の先端を第２スライダ４４ｂの端面に当接させ、第２ラック４２ｂを図中上側に移動し、パレット５０を図中時計回り方向に旋回する。旋回軸５１の回転に伴って、第１ラック４２ａが図中下側に移動する。このように、旋回機構４０が第１と第２のラック４２ａ、４２ｂを含んでいるので、移動部材３０の移動経路に隣接するいずれの側方にも駆動部材７０を配置することができ、ライン２００の設計の自由度がさらに増す。ストッパ用駆動部材９０についても同様に、図４において移動部材３０の下側に配置することができる。
【００６７】
駆動部材７０やストッパ用駆動部材９０のロッド部材７２、９２がラック４２ａ、４２ｂやリンク部材８２を押圧する形態を示したが、ラック４２ａ、４２ｂやリンク部材８２をロッド部材７２、９２によって引っ張る形態にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】ワークに対する作業を行うための複数台の機器を配列したラインに組み込まれたワーク搬送装置を示す概略構成図である。
【図２】図２（Ａ）は、ワークとしての扁平型のリチウムイオン二次電池を示す斜視図、図２（Ｂ）は、車両に搭載される電池モジュールを示す分解斜視図である。
【図３】ワーク搬送装置のパレットを示す平面図である。
【図４】ワーク搬送装置の移動部材を示す平面図である。
【図５】図４の５−５線に沿う断面図である。
【図６】図４の６−６線に沿う断面図である。
【図７】図４の７−７線に沿う断面図である。
【図８】ストッパ機構を、図７に示される状態から、パレットとの係合を解除する退避位置に切り替えた状態を示す断面図である。
【図９】図９（Ａ）（Ｂ）は、パレットを旋回してワークを積み重ねる作業の説明に供する図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０    扁平型のリチウムイオン二次電池（単電池、ワーク）、
３０    移動部材、
４０    旋回機構、
４１    ピニオン、
４２ａ、４２ｂ    ラック、
５０    パレット、
５１    旋回軸、
６０    搬送部材、
７０    駆動部材、
７２    ロッド部材、
７３    アクチュエータ、
８０    ストッパ機構、
８１    係合ピン（係合部材）、
８２    リンク部材（切替部材）、
９０    ストッパ用駆動部材、
９２    ロッド部材、
９３    アクチュエータ、
１００  ワーク搬送装置、
２００  ライン、
２１１〜２１７  機器。
【図１】
0005245457.tif 000002
【図２】
0005245457.tif 000003
【図３】
0005245457.tif 000004
【図４】
0005245457.tif 000005
【図５】
0005245457.tif 000006
【図６】
0005245457.tif 000007
【図７】
0005245457.tif 000008
【図８】
0005245457.tif 000009
【図９】
0005245457.tif 000010